曳引驱动电梯平衡系数测试方法综述--中国期刊网

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曳引驱动电梯平衡系数测试方法综述

发表时间：2020/10/14 来源：《基层建设》2020年第19期作者：苏晓明刘婕

[导读] 摘要：近年来，我国的高层建筑越来越多，对电梯的应用也越来越广泛。

        河北省特种设备监督检验研究院河北石家庄 050000
        摘要：近年来，我国的高层建筑越来越多，对电梯的应用也越来越广泛。电梯作为一种重要的载人工具，其安全性备受关注，但是其能耗也不容忽视。从平衡系数入手，分析了平衡系数对曳引驱动电梯能耗的影响，最后给出措施建议。
        关键词：曳引驱动电梯；能耗；平衡系数；措施
        引言
        电梯门机用钢丝绳作为电梯门机的重要部件，主要用于电梯轿门的开启与关闭，钢丝绳的性能直接决定了门机的使用寿命。拥有高疲劳性能的门机用钢丝绳，可以为电梯门机的长期正常运行提供重要的安全保障。而钢丝绳中的润滑油脂为钢丝绳内外表面提供了良好的润滑性、防腐性和抗磨性。一般情况下，表面涂油比不涂油的钢丝绳寿命长约1倍，特别是在寒冷干燥的北方和高温潮湿的南方沿海地区等特殊地区环境使用条件下，对钢丝绳使用的润滑油脂与润滑方式等方面应给予充分重视。
        1平衡系数的重要性
        轿厢与对重的重力是形成曳引力的必要条件。电梯运行依靠的是曳引力，而曳引力依靠轿厢和对重的重力，通过钢丝绳施加在曳引轮槽上产生的摩擦力而成。通过分析电梯的运行动态结构可知，曳引电梯在运行过程中对重侧质量与轿厢侧质量差通过钢丝绳作用于曳引轮，形成促使曳引轮转动的转矩。当曳引电梯的运行方向与这一转矩反向时，为保证电梯轿厢正常提升或下降运行，曳引电机需要输出较大的转动力矩，消耗较多的电能；而当曳引电梯运行方向与施加在曳引轮上的转矩一致时，转矩带动曳引电机转动，电机在电磁线圈中做切割磁场线运动，曳引电机处于发电状态，通过放电电阻以热能形式释放。因此，引入平衡系数，可以减轻曳引电机负担，节约电能，确保电梯运行安全高效、经济环保。平衡系数计算公式：
        K=（W-G）/Q
        式中，K是电梯平衡系数；W是对重质量（kg）；G是轿厢质量（kg）；Q是电梯额定载重（kg）。根据式（1）可知，引入对重部分平衡轿厢及轿厢内负载重量的目的是为了减轻曳引机运行的负荷。由于轿厢侧负载的重量是一个变量，而对重在电梯安装调试完成后不可随意改动，是一个固定值，不能在各种工作情况下都能完全平衡轿厢侧重量。因此，引入平衡系数，根据电梯使用工况选取一个合适的平衡系数就显得尤为重要。
        2当前几种主要平衡系数测量方法综述与分析
        2.1电流法
        在电梯实际载重运行过程中，由于轿厢侧载重量是个变量，因此，曳引电动机需要提供不同的转矩，才能保证电梯安全稳定运行。根据三相电机功率的计算公式：
        P=1.732IUcosφ
        式中，U为曳引电动机的输入电压（V）；I为曳引电动机的输入电流（A）；cosφ是电机功率因数，一般取0.75。式中曳引电动机输入电压U波动小，功率因数φ为定值，得出输入功率P与电流I成正比。结合电动机的输出功率与输出力矩公式：
        T=9550*P/n
        式中，T为曳引电动机的输出力矩（N•m）；P为曳引电动机的输出功率（kW）；n为曳引电动机的转速（r/min），得出电机输出力矩T与输出功率P成正比。因此，输出转矩与输入电流成正比。因此，输出电流能反映轿厢侧负载的情况，据此测得不同负载下的电流值，绘制出平衡系数曲线图，便可测出电梯的平衡系数。

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        2.2称重法测试平衡系数
        根据平衡系数公式K=（W-G）/Q（式中，K表示平衡系数、W为轿厢重量、Q为电梯额定载重量），直接测量电梯对重与轿厢的重量，实现平衡系数测试的方法。辽宁石油化工大学的石成江等人研发平衡系数测试仪，在空载情况下，通过对重、轿厢底部分别装设力变送器的方式直接测量轿厢与对重的重量差（W-G）以及根据给定的电梯额定载重量Q，计算出平衡系数K。这一方法原理上有一定程度的欠缺，对于提升高度大的电梯安装测试将非常不便。鉴于当前检规附件A8.1项的要求，增加了对电梯平衡系数的测量需求，空载测量平衡系数方法测量仪器得到了大量的开发。如：大连光程光电科技有限公司开发的DTPH微力无载型电梯平衡系数检测仪、上海安而简仪器仪表有限公司开发的LSl201电梯平衡系数测试仪、上海英盛仪器有限公司M-111型电梯平衡系数测试仪以及大连徕特光电精密仪器有限公司开发的XDC-B威力型电梯平衡系数检测仪等均是采用间接称重法得到轿厢与对重的重量差，从而通过计算获得平衡系数；福建省特种设备检验研究院的杨静本着“经济、便捷、精准”的原则，提出了一种基于间接称重法的优化检验设计装置，通过液压装置顶升提起对重的方式获取轿厢与对重的重量差的信息，计算得出平衡系数。
        3影响电流法精度的因素
        （1）测量点选取位置错误。检验过程中，按照规定应当测量电动机端的电流值，而在实际操作中为了方便常取总开关出线端为测量点，此时测得的电流值受进入从总开关后端进入控制柜接线线路电流波动的影响。配置有变频器的曳引驱动电梯，选取的测量点应在变频器前端，因为一般的钳表只能测50Hz左右的正弦波电流，经过变频器变频后的电流超过这个频段太多或者正弦波畸变太厉害，即使是使用宽频钳表由于对变频后电流频率具体值的不可知，会导致所测得的有效值严重失真，不准确。（2）运行过程中导靴与轨道的摩擦，补偿链或绳、随行电缆的跟随式运动导致轿厢侧质量变化，引起钳表电流波动，造成误读。（3）在轿厢与对重到达同一位置时，存在不可避免的人为读数延时误差。（4）根据读取的电流值绘制电流曲线时，系统误差导致平衡系数值偏离实际值。（5）使用环境、作业工况的不同，造成供电电源的不稳定，导致电流波动。
        4应对建议
        电梯平衡系数过小或过大都不利于电梯安全运行，发现电梯平衡系数不符合安全标准要求时，应立即进行整改。针对在用电梯平衡系数的现状及其产生的原因，建议采取4项措施。（1）新装电梯监督检验时应严格把关，保证电梯平衡系数符合相关的标准要求。（2）使用单位不要随意对轿厢进行装修，若确实需要装修应经电梯制造单位同意，装修后重新调整平衡系数，必要时报检验部门检验。（3）对于对重的重量偏小的电梯，适当增加对重块，使电梯平衡系数能够达到标准要求。（4）对于轿厢过度装修导致的平衡系数偏小情况，不能盲目的增加对重块，过度增加对重的重量将会使整个系统的重量增加，可能导致电梯制动器、安全钳、缓冲器、上行超速保护装置等部件不再适用，并能产生重大安全隐患。应根据GB7588—2003《电梯制造与安装安全规范》附录M规定，对电梯进行曳引力计算，根据计算结果采取拆除轿厢装修或增加对重块等方式，使电梯平衡系数满足标准要求。
        结语
        综上所述，工业革命以来，能源是国家经济发展的关键因素。节能降耗已经深入每个人的思想观念之中。做好电梯能耗测试，对促进电梯技术研究和应用具有重要的指导意义。除平衡系数外，额定速度、最大加减速度和爬行时间对电梯能耗影响也应当给予高度重视。
        参考文献
        ［1］高正凯．电梯用钢丝绳润滑与维护［J］．金属制品，2018(4):42－45．
        ［2］吴海峰．麻芯和油脂对电梯曳引钢丝绳疲劳寿命的影响［J］．金属制品，2011(3):63－64．
        ［3］孙杰，刘礼华，程晓农，等．82B盘条断裂形式及原因分析［J］．金属制品，2012(1):61－64．